説明

フィルタプレス用濾布の目止め方法

【課題】濾過性能、耐久性に優れるフィルタプレス用濾布の目止め方法を提供する。
【解決手段】ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンのいずれからなる濾布2の片面又は両面の周縁に、エチレンビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンのいずれかの熱可塑性樹脂よりなる不織布1を、不織布の量が片面の単位面積あたり40〜200g/m2ににるように載置した後、80〜180℃で加熱、加圧して不織布を濾布に熱融着する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルタプレス用濾布の目止め方法に関し、濾布にて固液混合物を濾過する際に液体が滲み出すのを防止するためのフィルタプレス用濾布の目止め方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般のフィルタプレスは固液混合物(原液)を濾布にて固体と液体に分離する装置であるが、濾過された液体の一部が濾布の網目を伝わって滲み出すことがある。酒糟を濾過した後の酒や、プリンタのインクを濾過した後の溶剤のように、滲み出した液体が大気中に蒸発すると、製品の収率が減少したり、異臭や火災の原因になったりする場合がある。
従来、濾布の周縁にシリコーン樹脂を塗って液体が滲み出すのを防止する、目止めを形成する方法がとられてきた。しかし、シリコーン樹脂を塗った後、溶剤が揮発するまで乾燥に時間がかかる上、十分に含浸させるためには何度も重ねて塗る必要があり、製作に手間がかかる問題があった。また、溶剤系のものを濾過すると、シリコーン樹脂製の目止めは溶け出して濾過後の液体に混入したり、目止め性が低下したりする問題もあった。
【0003】
特許文献1には、シリコーン樹脂製の目止め材に替えて合成樹脂製の帯状の生地を濾布の周縁に熱融着して液不透過性の熱融着帯(目止め)を形成する技術が記載されている。
発明者らは、特許文献1の技術に沿って、この合成樹脂製の帯状の生地(フィルム状のシート)を使用して濾布の目止めを行ったところ、図6に示すように、一定の厚みを有する帯状の生地を熱盤3によって加熱し加圧すると、シート12の表層部だけが先に局部的に軟化・溶融する一方で濾布2に接する下層部には十分に熱が伝わらず軟化・溶融が不十分であるという状態が生じ、この状態で熱盤3によって軟化・溶融したシート12を加圧しても、その表層部の軟化・溶融した樹脂は未溶融の下層部に阻まれて濾布2には到達せず、周囲に液垂れするだけとなる結果、濾布2に溶融した樹脂を十分に含浸させることができないという問題が生じることに気付いた。
【0004】
また、発明者らは、このような問題を解決するために加熱温度を高めに設定して帯状の生地の軟化・溶融を速めたところ、高い加熱温度の熱影響によって濾布が熱収縮し空隙の減少による濾過性能の低下という他方の問題も生じることに気付いた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第3431689号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、濾布の目止めに係る以上の問題を解決するためになされたものであり、目止め用の生地の液垂れを回避しつつ濾布に含浸させて、濾過性能に優れ、耐久性に優れるフィルタプレス用濾布の目止め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
発明者らは、目止め用の生地に帯状の生地を使用して加熱した場合に、その表層部と下層部との軟化・溶融に時間差があるために、上記した問題が生じるのではないかと考え、比較的低い温度でも迅速に溶融しやすい不織布(ウエブ状の生地)という生地に着目し、これを目止め材に使用して実験を繰り返したところ、所定の加熱温度と加圧力により不織布が軟化・溶融し、一部未溶融の不織布が存在していても液化した不織布が未溶融の不織布の空隙を通り抜けて濾布に到達し浸透するために、帯状の生地(フィルム状のシート)の場合の上記問題を解決することができるとの知見を得て、本発明に至ったものである。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
(1)フィルタプレス用濾布の周縁に不織布を載置し、該不織布を加熱し加圧して、前記濾布に含浸させ、熱融着することを特徴とするフィルタプレス用濾布の目止め方法。
(2)前記濾布の材質がポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンのいずれかであり、前記不織布の材質が、エチレンビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンのいずれかの熱可塑性樹脂であることを特徴とする(1)に記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
(3)前記不織布を濾布の片面又は両面に載置することを特徴とする(1)又は(2)に記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
(4)前記不織布を片面の単位面積あたり40〜200g/m2載置することを特徴とする(1)ないし(3)のいずれかに記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
(5)前記不織布を80〜180℃で加熱し加圧することを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかに記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、目止め用の生地の液垂れを回避しつつ濾布に含浸させて、濾過性能に優れ、耐久性に優れるフィルタプレス用濾布の目止め方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明のフィルタプレス用濾布の目止め方法について模式的に説明するための斜視図である。
【図2】熱盤3にて不織布1を加熱し加圧する実施形態の説明図である。
【図3】濾布2の表裏両面から不織布1を含浸させ、熱融着する実施形態の説明図である。
【図4】本発明の実施例についての説明図である。
【図5】濾布の熱収縮率の度合、及び、液体の滲み出しの度合の評価方法についての説明図である。
【図6】フィルム状の樹脂シートを加熱し加圧して濾布に含浸させた場合の問題についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1は、濾布2の周縁に目止め用の生地として不織布1を載置した状態を模式的に示したものである。本発明では、図1に示すような短繊維が絡んだ不織布を目止め用の生地として使用するものであるから、まず本発明に用いるこの不織布の材質やその製造方法について説明する。
(不織布の材質)
本発明の不織布1の材質は、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系、合成ゴム系、ポリアミド系、ポリエステル系、その他の熱可塑性樹脂であるが、好ましくは、エチレンビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンである。溶剤系のものを濾過しても溶解しないなど耐薬品性の要求される用途には特にポリオレフィン系のポリプロピレンが好ましい。
【0012】
また、不織布1は、濾布2よりも融点の低い材質のものとする。不織布1は短繊維が絡んだ積層状態のものであるから、従来の帯状の生地と比べて比較的低い温度で軟化・溶融するという特徴がある。しかも、不織布1は加熱すると短時間で軟化・溶融し、また、液化した不織布が未溶融の不織布の空隙を通り抜けて濾布に到達し浸透するため、濾布2が熱収縮したり、目止めの厚みが薄くなったりする問題が生じにくい。
(不織布の製造方法)
この不織布1を製造する方法には、代表的なものとして、湿式法と乾式法(メルトブロー法も含む)があるが、これらの方法に限られるものではない。湿式法では、短繊維を水中に懸濁しネットで漉き上げてウェブと呼ばれる短繊維が絡んだ積層状態の不織布を製造することができる。また、乾式法では、メルトブロー法と呼ばれる、樹脂チップを加熱溶融し、ノズル群から高温空気でベルトコンベア上に押し出して短繊維を形成し、この短繊維を引き剥がし熱ロールで短繊維を挟圧・接着して短繊維が絡んだ積層状態の不織布を製造することができる。
(濾布の材質、相溶性)
本発明に用いる濾布2は、フィルタプレスに通常使用されている平均厚さ0.5〜2mmの織布状布地であり、濾布2の材質は、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられる。
【0013】
濾布2にはこれと同じ材質の不織布1を含浸させるのが最も相溶性がよく、例えば、ポリプロピレンの濾布2に対してはポリプロピレンの不織布1、ポリエステルの濾布2に対してはポリエステルの不織布1とするのが最も相溶性がよいが、ポリプロピレンの濾布2に対してポリエチレンやポリエステルの不織布1を使用することもできる。
(目止め方法)
次に、本発明の目止め方法について、その実施形態を具体的に説明する。
【0014】
図2は、濾布2の周縁に載置された不織布1を熱盤3にて加熱し加圧する実施形態を示したものである。不織布1は、下盤6の上に設けた濾布2の周縁の目止め形成部分に一定の厚み、幅で載置され、下盤6と熱盤3との間で加熱・加圧される。このとき、熱盤3からの熱で加熱された不織布1は軟化・溶融し、熱盤3の加圧によって液化した不織布1が濾布2中に含浸し、熱融着して濾布2の周縁に目止めを形成することができる。
【0015】
伝熱板4を介して不織布1を加熱すると、不織布1を集中的に加熱し加圧することができ、目止めを形成する濾布2の部分以外にかかる圧力を軽減することができるため好ましい。
また、濾布2を設けた下盤6と熱盤3の間に、濾布2と伝熱板4の厚さの合計に等しい厚さのスペーサ5を介挿すると、熱盤3の降下をブロックするので、目止めを形成する濾布2の部分以外にかかる圧力を軽減することができるため好ましい。なお、図2中では略しているが、右方の端にも不織布1、伝熱板4、スペーサ5がある。
【0016】
図3は、濾布2の表裏両面から不織布1を含浸させる実施形態を示したものである。濾布2の表裏両面から不織布1を含浸させることで、濾布2に一層強固な目止めを形成することができる。また、濾布2が厚手の場合でも、表裏両面から不織布1を含浸させることによって容易に強固な目止めを形成することができる。
濾布2の厚さは0.5〜1.5mmとするのが好ましい。0.5mmより薄いものは目を細かく造らざるを得ないため実用性に乏しく、1.5mmを超えるものは含浸させるのに必要な不織布1の量が多くなり、加熱温度や加熱時間をアップする必要が生じて濾布2が熱収縮したり空隙が小さくなったりする問題が生じる。
【0017】
本発明の実施形態で使用する下盤6の材質は、熱盤3からの熱で軟化しなければ、金属、ガラス、樹脂、木材など何れの材質でもよい。また、下盤6の形状も、濾布2を設けることができる程度の平坦な面であればよい。あるいは、下盤6を加熱して両面から加熱するのも好ましく、より短時間で不織布1を含浸させることができる。
本発明では、不織布1を濾布2に含浸させる目的上、不織布1が軟化・溶融する必要があるが、そのための不織布1の加熱温度は、80〜180℃の範囲が好ましい。この範囲より高い温度の場合は、濾布2の熱収縮が生じるおそれがあり、また、この範囲より低い温度の場合は、不織布1の軟化・溶融が十分でないという問題がある。例えば、不織布1の材質がポリプロピレンの場合で不織布1の加熱温度は80〜130℃、ポリエステルの場合で100〜160℃、ナイロンの場合で140〜180℃とするのが好ましい。
【0018】
また、熱盤3の加圧力は、軟化・溶融した不織布1が濾布2に含浸することができる程度の圧力であればよいが、不織布1の単位面積あたりの加圧力は0.3〜10.0MPaの範囲であれば十分である。加圧力がこれより大きいと、軟化・溶融した不織布1が濾布2に含浸する前に周囲に漏れ広がるという問題がある。
次に、不織布1の量について説明すると、不織布1の量としては、濾布2の目止めからの液の滲み出しを完全に防止できるだけの量を確保しなければならないが、本発明の不織布1の場合では、従来の生地に比べて、約3倍程度までその量を増やすことができるので、濾布2の周縁に、より完全な目止めを形成することができる。具体的な不織布1の量は、濾布2の片面につき不織布1を単位面積あたり40〜200g/m2載置するのが好ましい。この場合の厚さは概ね20〜80μmとなる。40g/m2未満だと目止めが不十分になる恐れがあり、また200g/m2を超えると周囲への滲み出しが大きくなり、濾過面積が少なくなるという問題が生じる。特に好ましくは150〜200g/m2である。
【0019】
濾布2の表裏両面から不織布1を含浸させる場合は、表裏両面のそれぞれにその片面につき単位面積あたり40〜200g/m2載置することができるので、両面で80〜400g/m2というより多量の不織布1を含浸させることにより、厚手で目の粗い濾布でも、強固に目止めを形成することができる。
40〜200g/m2の範囲の不織布を用意する場合には、その重さとなる厚さの一枚の不織布シートを製造するのが通常であるが、数枚の不織布シートを重ねて上記範囲の重さとすることもできる。
【実施例】
【0020】
図4に示すように、濾布2の周縁に、目止め11を形成し、濾布2の目詰まり防止と濾過しようとする液体の滲み出し防止の効果を検証した。濾布2の周縁とは、複数の濾板10に濾布2を折り畳んで被せた上で押圧密着した場合に、濾板10の枠部10aの部分に挟まれる部分のことをさす。先述の図1は、図4に示した濾布2を広げた状態を示している。なお、先述の図6は図4のA−A断面で見た濾布2にフィルム状のシート(生地12)を載置し、熱盤3を当接させ、加熱し加圧して、含浸させ、熱融着しようとするようすを示している。
【0021】
表1に示すように、実施例としてポリプロピレンの不織布1の場合や比較例としてフィルム状のシート(生地12)の場合について、各ケースNo.とも、熱盤3を当接させ、加熱し加圧することで、不織布1やフィルム状のシート(生地12)をそれぞれ濾布2に含浸させ、熱融着した。
【0022】
【表1】

【0023】
(実施例1)
実施例1は不織布を濾布の片面に載置する場合であり、表1のケースNo.1,2の場合である。不織布の量はそれぞれ80g/m2,150g/m2、厚さはそれぞれ0.53mm,1.0mmのポリプロピレン(融点100℃)の不織布1を、厚さ0.5mmのポリプロピレン(融点165℃)の濾布2の片面に載置し、伝熱板4を介して熱盤3にて不織布1を110℃で60秒加熱し1.0MPaで加圧して濾布2に含浸させた。
【0024】
(実施例2)
実施例2は不織布を濾布の両面に載置する場合であり、表1のケースNo.3〜7の場合である。不織布の量は濾布2の片面あたりそれぞれ80〜200g/m2、厚さはそれぞれ0.53〜2.0mmのポリプロピレン(融点100℃)の不織布1を、厚さ1.0mmのポリプロピレン(融点165℃)の濾布2の表裏両面に載置し、不織布1を挟んで、伝熱板4を介して熱盤3にて不織布1を110℃で60秒加熱し1.0MPaで加圧して濾布2に含浸させた。
【0025】
(比較例1)
比較例1はフィルム状のシートを濾布の片面に載置する場合であり、表1のケースNo.8の場合である。量が100g/m2、厚さが120μmの熱可塑性接着用ポリエチレンのフィルム状のシート(生地12)を、厚さ0.5mmのポリプロピレンの濾布2の片面に載置し、フィルム状のシート(生地12)を熱盤3にて110℃で60秒加熱し10MPaで加圧して濾布2に含浸させた。
【0026】
(比較例2)
比較例2は不織布の量が少な過ぎる場合であり、表1のケースNo.9の場合である。量が30g/m2、厚さが0.2mmのポリプロピレン(融点100℃)の不織布1を、厚さ0.5mmのポリプロピレン(融点165℃)の濾布2の片面に載置し、伝熱板4を介して熱盤3にて不織布1を110℃で60秒加熱し1.0MPaで加圧して濾布2に含浸させた。
【0027】
(比較例3)
比較例3は多過ぎる場合であり、ケースNo.10の場合である。300g/m2、2.0mmのポリプロピレン(融点100℃)を、0.5mmのポリプロピレン(融点165℃)の片面に載置し、伝熱板4を介して110℃で90秒加熱し1.0MPaで加圧した。
次に、各実施例と比較例について、濾布2の熱収縮の度合と、濾過しようとする液体の滲み出し(液漏れ)の度合をみるために、上記ポリプロピレンの濾布2から、図5(a)に示すようなサンプル(厚さt=1.0mm、横a=220mm、縦b=310mmの濾布)を切り出して、以下の通り、その評価を行った。濾布2の目止めの形成位置は、外周部からの距離d=30mm(図5(a))の位置とし、その目止め11の幅eは、e=35mmとした。
【0028】
濾布2の熱収縮の度合については、次のように評価した。予め濾布2に縦横一辺100mmの正方形hを三つ描いておき(図5(a))、各正方形の熱融着前後の縦・横の辺の長さを測定して、縦・横の辺のそれぞれの収縮率を求め、大きい方の値をその正方形の収縮率とした。そして、各三つの正方形の収縮率をそれぞれ求め、それら三つの平均値を濾布2の収縮率として評価した。具体的には、濾布2の収縮率が1.5%以上の場合を×、0.5%を超え1.5%未満の場合を△、0.5%以下の場合を○として、表1に表示した。
【0029】
液体の滲み出しの度合については、帯状に目止めした濾布から、熱融着帯(目止め11)をまたいだ小さなサンプル(縦f=80mm、横g=15mm(図5(a)))を切り出し、図5(b)に示すように下短辺(g=20mm)を着色水に浸し、12時間後に着色水が熱融着帯(目止め11)を横断して遡上するかを観察して評価した。着色水が熱融着帯を横断してさらに遡上した場合を×、熱融着帯を横断し、その上に滲みはじめている場合を△、熱融着帯より上には遡上しなかった場合を○として、表1に表示した。
【0030】
実施例1では、濾布2の熱収縮が基準値を下回っており、濾布2への熱影響がほとんどなく、熱収縮による目詰まりを良好に防止できた。また、着色水の遡上も抑えられており、液体の滲み出し防止の効果も良好であった。
実施例2では、濾布2の表裏両面から不織布1を含浸させた分、不織布1の含浸量を多くでき、実施例1と比べて厚い濾布2に対しても、熱収縮による目詰まり防止、液体の滲み出し防止の効果が得られた。
【0031】
これに対し、フィルム状のシートを用いた比較例1では、濾布2の熱収縮の度合が比較的大きく、濾布2への熱影響による目詰まりを十分防止できていない。また、着色水の遡上を抑えられておらず、濾過しようとする液体の滲み出し(液漏れ)防止の効果が十分でない。
不織布1を用いた比較例2では、不織布1の含浸量が少な過ぎるため着色水の遡上を抑えられておらず、比較例3では、多過ぎるため加熱時間をアップする必要が生じて濾布2が熱収縮している。
【符号の説明】
【0032】
1 不織布
2 濾布
3 熱盤
4 伝熱板
5 スペーサ
6 下盤
10 濾板
10a 濾板10の枠部
11 目止め
12 生地

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルタプレス用濾布の周縁に不織布を載置し、該不織布を加熱し加圧して、前記濾布に含浸させ、熱融着することを特徴とするフィルタプレス用濾布の目止め方法。
【請求項2】
前記濾布の材質がポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンのいずれかであり、前記不織布の材質が、エチレンビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンのいずれかの熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
【請求項3】
前記不織布を濾布の片面又は両面に載置することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
【請求項4】
前記不織布を片面の単位面積あたり40〜200g/m2載置することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。
【請求項5】
前記不織布を80〜180℃で加熱し加圧することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のフィルタプレス用濾布の目止め方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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